DE102009041652B4 - Method for automatically landing an aircraft - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum automatischen Landen eines Luftfahrzeugs, insbesondere eines unbemannten Luftfahrzeugs, auf einer bewegten, insbesondere schwimmenden, Landeplattform wie beispielsweise auf einem Flugzeugträger, wobei das Luftfahrzeug mit automatischen Navigationseinrichtungen und einer automatischen Landesteuerungseinrichtung versehen ist, mit den Schritten: a) Ermitteln der Positionsdaten eines vorgesehen Landepunktes an Bord der bewegten Landeplattform; b) Ermitteln von Bewegungsdaten einer Bewegung der Landeplattform um ihre Rollachse und/oder ihre Stampfachse; c) Bestimmung von zumindest einem bevorstehenden Zeitpunkt, an dem der Landepunkt eine Referenzlage und die Landeplattform eine Referenzausrichtung einnehmen; d) Übermittlung des im Schritt c) bestimmten Zeitpunkts sowie der Referenzlage des Landepunktes und/oder der in den Schritten a) und b) ermittelten Positions- und Bewegungsdaten und der im Schritt c) bestimmten Referenzausrichtung an die Landesteuerungseinrichtung des Luftfahrzeugs; e) Steuerung des Luftfahrzeugs derart, dass der von der Landesteuerungseinrichtung vorausberechnete Aufsetzort des Luftfahrzeugs auf der Landeplattform der Referenzlage des Landepunktes entspricht und dass der von der Landesteuerungseinrichtung vorausberechnete Aufsetzzeitpunkt, der dem Zeitpunkt des Erreichens des Aufsetzortes entspricht, dem im Schritt c) bestimmten Zeitpunkt entspricht.Method for automatically landing an aircraft, in particular an unmanned aerial vehicle, on a moving, in particular floating, landing platform such as an aircraft carrier, the aircraft being provided with automatic navigation devices and an automatic landing control device, comprising the steps of: a) determining the position data of one provided Landing point aboard the moving landing platform; b) determining movement data of a movement of the landing platform about its roll axis and / or its stamp axis; (c) determining at least one upcoming time when the landing point is a reference location and the landing platform is a reference location; d) transmission of the time point determined in step c) and the reference position of the landing point and / or the position and movement data determined in steps a) and b) and the reference orientation determined in step c) to the landing control device of the aircraft; e) control of the aircraft such that the location of the aircraft on the landing platform precalculated by the landing control device corresponds to the reference position of the landing point and that the landing time calculated by the landing control device corresponding to the time of reaching the Aufsetzortes corresponds to the time determined in step c) ,

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Landen eines Luftfahrzeugs, insbesondere eines unbemannten Luftfahrzeugs auf einer bewegten, insbesondere schwimmenden, Landeplattform wie beispielsweise auf einem Flugzeugträger. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur automatischen Steuerung der Landung eines Luftfahrzeugs auf einer bewegten Landeplattform.The present invention relates to a method for automatically landing an aircraft, in particular an unmanned aerial vehicle on a moving, in particular floating, landing platform such as on an aircraft carrier. The invention further relates to a device for automatically controlling the landing of an aircraft on a moving landing platform.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Das Landen eines Luftfahrzeugs auf einer bewegten Landeplattform, insbesondere auf einem Flugzeugträger, ist bereits mit einem bemannten, von Piloten gesteuerten Luftfahrzeug schwierig. Noch schwieriger ist es hingegen, ein unbemanntes Luftfahrzeug auf einer schwimmenden Landeplattform zu landen, die ständigen Wellenbewegungen ausgesetzt ist. Diese Wellenbewegungen können um die Querachse als so genanntes Stampfen oder um die Längsachse als so genanntes Rollen auftreten. Bei Kombination von Stampfen und Rollen kann sogar eine Bewegung um die Hochachse der schwimmenden Landeplattform auftreten.Landing an aircraft on a moving landing platform, especially on an aircraft carrier, is already difficult with a manned, pilot-controlled aircraft. On the other hand, it is even more difficult to land an unmanned aerial vehicle on a floating landing platform, which is subject to constant wave motion. These undulations can occur around the transverse axis as so-called pounding or around the longitudinal axis as so-called rolling. With the combination of pounding and rolling, even a movement around the vertical axis of the floating landing platform can occur.

Hinzu kommt, dass auf dem Wasser nicht zu unterschätzende Seitenwindeinflüsse die Landung von Luftfahrzeugen auf einer schwimmenden Plattform erschweren können. Besonders beim Landen von ferngesteuerten unbemannten Luftfahrzeugen sind Seitenwindeinflüsse sehr schwer auszugleichen.In addition, side wind influences, which can not be underestimated on the water, can make aircraft landing on a floating platform more difficult. Especially when landing remote-controlled unmanned aerial vehicles, crosswind influences are very difficult to compensate.

Durch die beschriebenen Bewegungen der Landeplattform um ihre drei Raumachsen und gegebenenfalls entlang ihrer drei Raumachsen beschreibt die auf der Landeplattform vorgesehene Landeschwelle, die den vorgesehen Landepunkt definiert, eine ständige Bewegung um die Raumachsen und gegebenenfalls sogar entlang der Raumachsen. Diese Bewegung des Landepunktes stellt eine große Schwierigkeit für das Durchführen einer punktgenauen Landung dar, da das landende Luftfahrzeug ständig neu ausgerichtet werden muss.Through the described movements of the landing platform around its three spatial axes and possibly along its three spatial axes, the landing threshold provided on the landing platform, which defines the intended landing point, describes a constant movement around the spatial axes and possibly even along the spatial axes. This movement of the landing point presents a great difficulty in making a point-accurate landing since the landing aircraft must constantly be realigned.

Besonders bei einem Flugzeugträger, der aufgrund seiner Länge kaum Bewegungen um seine Querachse durchführt, der aber aufgrund der Höhe seines Aufbaus einer spürbaren Rollbewegung um seine Längsachse unterliegt, schwankt sowohl die Position des vorgesehen Landepunktes, als auch die Winkellage der Landebahn bezüglich der Längsachse ständig mit der Frequenz der Rollbewegung. Bei herkömmlichen Landeanflugverfahren führt dies dazu, dass durch das ständige Nachkorrigieren der Fluglage des landenden Luftfahrzeugs das Luftfahrzeug einen Schlingerkurs im Landeanflug fliegt, wodurch die Gefahr einer unpräzisen Landung oder eines Landeabbruchs oder gar einer Bruchlandung steigt.Particularly with an aircraft carrier, which due to its length hardly performs any movements about its transverse axis, but which is subject to a noticeable rolling movement about its longitudinal axis due to the height of its structure, the position of the intended landing point as well as the angular position of the runway with respect to the longitudinal axis constantly fluctuates the frequency of the rolling motion. In conventional landing procedures, this causes the aircraft to fly in a lurching approach during constant approach, thereby increasing the risk of an imprecise landing or a landing crash or even a crash landing by the constant Nachkorrigieren the attitude of the landing aircraft.

In der Praxis wird daher zunächst versucht durch Maßnahmen an Bord des Flugzeugträgers die Rollbewegungen des Schiffes zu kompensieren. Zudem ist in der Regel auf einem Flugzeugträger in der Nähe des Landepunktes ein Landekontrolloffizier (LCO) stationiert, der Sichtkontakt zum anfliegenden Luftfahrzeug hat und der kontrolliert, ob sich das Luftfahrzeug auf dem vorgesehenen Gleitpfad befindet und der dem Piloten über Funk und durch Zeichensprache Korrektursignale für die Flugzeuglage übermittelt. Die Landung eines Luftfahrzeugs auf einer sich bewegenden Plattform, wie einem Flugzeugträger, ist somit sehr stark von den Fähigkeiten der Luftfahrzeugbesatzung und der Besatzung der sich bewegenden Plattform abhängig, sodass automatische Landungen, wie sie für unbemannte Luftfahrzeuge bevorzugt werden, bislang kaum durchführbar sind.In practice, therefore, first attempts by measures on board the aircraft carrier to compensate for the rolling movements of the ship. In addition, usually on an aircraft carrier near the landing point a landing control officer (LCO) is stationed, which has visual contact with the approaching aircraft and controls whether the aircraft is on the planned glide path and the pilot via radio and sign language correction signals for transmitted the aircraft situation. The landing of an aircraft on a moving platform, such as an aircraft carrier, is thus highly dependent on the capabilities of the aircraft crew and the crew of the moving platform, so that automatic landings, such as are preferred for unmanned aerial vehicles, so far are hardly feasible.

Die US 2008 003 6654 A1 beschreibt ein Verfahren und ein Landesystem für ein Luftfahrzeug auf einem Schiff, wobei die Position und der Geschwindigkeitsvektor des Schiffes, also der Kurs des Schiffes, mittels einer Satellitennavigationseinrichtung bestimmt werden und wobei diese Daten an das anfliegende Luftfahrzeug übertragen werden. Ein Ausgleich einer durch Seegang hervorgerufenen Bewegung des Schiffes ist aus dieser Entgegenhaltung nicht vorbekannt.The US 2008 003 6654 A1 describes a method and a landing system for an aircraft on a ship, wherein the position and the velocity vector of the ship, ie the course of the ship, are determined by means of a satellite navigation device and wherein this data is transmitted to the approaching aircraft. A compensation of a movement caused by sea motion of the ship is not previously known from this citation.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION OF THE INVENTION

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein gattungsgemäßes Verfahren zum automatischen Landen eines Luftfahrzeugs auf einer bewegten Landeplattform anzugeben, bei dem die Sicherheit beim Landen deutlich verbessert wird. Weiterhin ist eine für die Durchführung eines solchen Verfahrens geeignete Vorrichtung anzugeben.The object of the present invention is therefore to provide a generic method for automatically landing an aircraft on a moving landing platform, in which the safety during landing is significantly improved. Furthermore, a device suitable for carrying out such a method is to be specified.

Die das Verfahren betreffende Aufgabe wird durch das im Patentanspruch 1 angegebene Verfahren gelöst.The object of the method is achieved by the method specified in claim 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum automatischen Landen eines Luftfahrzeugs, insbesondere eines unbemannten Luftfahrzeugs, auf einer bewegten, insbesondere schwimmenden, Landeplattform wie beispielsweise einem Flugzeugträger, wobei das Luftfahrzeug mit automatischen Navigationseinrichtungen und einer automatischen Landesteuerungseinrichtung versehen ist, werden die folgenden Schritte durchgeführt:

  • a) Ermitteln der Positionsdaten eines vorgesehen Landepunktes an Bord der bewegten Landeplattform;
  • b) Ermitteln von Bewegungsdaten einer Bewegung der Landeplattform um ihre Rollachse und/oder ihre Stampfachse;
  • c) Bestimmung von zumindest einem bevorstehenden Zeitpunkt, an dem der Landepunkt eine Referenzlage und die Landeplattform eine Referenzausrichtung einnehmen;
  • d) Übermittlung des im Schritt c) bestimmten Zeitpunkts sowie der Referenzlage des Landepunktes und/oder der in den Schritten a) und b) ermittelten Positions- und Bewegungsdaten und der im Schritt c) bestimmten Referenzausrichtung an die Landesteuerungseinrichtung des Luftfahrzeugs;
  • e) Steuerung des Luftfahrzeugs derart, dass der von der Landesteuerungseinrichtung vorausberechnete Aufsetzort des Luftfahrzeugs auf der Landeplattform der Referenzlage des Landepunktes entspricht und dass der von der Landesteuerungseinrichtung vorausberechnete Aufsetzzeitpunkt, der dem Zeitpunkt des Erreichens des Aufsetzortes entspricht, dem im Schritt c) bestimmten Zeitpunkt entspricht.
In the inventive method for automatically landing an aircraft, in particular an unmanned aerial vehicle, on a moving, in particular floating, landing platform such as an aircraft carrier, the aircraft being provided with automatic navigation devices and an automatic landing control device, the following steps are carried out:
  • a) determining the position data of a designated landing point on board the moving landing platform;
  • b) determining movement data of a movement of the landing platform about its roll axis and / or its stamp axis;
  • (c) determining at least one upcoming time when the landing point is a reference location and the landing platform is a reference location;
  • d) transmission of the time point determined in step c) and the reference position of the landing point and / or the position and movement data determined in steps a) and b) and the reference orientation determined in step c) to the landing control device of the aircraft;
  • e) control of the aircraft such that the location of the aircraft on the landing platform precalculated by the landing control device corresponds to the reference position of the landing point and that the landing time calculated by the landing control device corresponding to the time of reaching the Aufsetzortes corresponds to the time determined in step c) ,

VORTEILEADVANTAGES

Durch das Vorausberechnen des Zeitpunktes, an dem der Landepunkt eine definierte Referenzlage und die Landeplattform eine definierte Referenzausrichtung einnehmen, können die Bewegungen der Landeplattform ignoriert werden und das Luftfahrzeug kann den Landeanflug mit einer konstanten Fluglage und auf einem im Wesentlichen geraden Gleitpfad durchführen. Die Landesteuerung des Luftfahrzeugs kennt somit einen oder mehrere in der Zukunft liegende Zeitpunkte, zu denen der Landepunkt auf der Landeplattform eine definierte Referenzlage einnehmen wird, und kennt auch die Koordinaten dieser Referenzlage(n) in einem absoluten Koordinatensystem. Die Landesteuerung kann daraufhin die Fluggeschwindigkeit über Grund und die Sinkgeschwindigkeit des Luftfahrzeugs so wählen, dass der aus der aktuellen Position des Luftfahrzeugs, der Fluggeschwindigkeit über Grund und der Sinkgeschwindigkeit sowie der Höhe der definierten Referenzlage des Landepunktes berechnete Aufsetzpunkt zum berechneten Zeitpunkt der Lage des Landepunktes im Raum entspricht.By predicting the time at which the landing point a defined reference position and the landing platform take a defined reference orientation, the movements of the landing platform can be ignored and the aircraft can make the landing approach with a constant attitude and on a substantially straight glide path. The landing control of the aircraft thus knows one or more future times at which the landing point on the landing platform will assume a defined reference position, and also knows the coordinates of this reference position (s) in an absolute coordinate system. The Landing Control may then choose the ground speed and the descent speed of the aircraft such that the touchdown point calculated from the current position of the aircraft, the ground speed and the descent speed and the height of the defined reference point of the landing point at the calculated point in time of the landing point in Room corresponds.

Da sowohl die Fluglage des Luftfahrzeugs, als auch die Referenzausrichtung der Landeplattform im Zeitpunkt des Zusammentreffens von Landepunkt und Aufsetzpunkt, also im Moment des ”Touch-downs”, im Wesentlichen übereinstimmen, ist eine sanfte Landung des Luftfahrzeugs auf der bewegten Landeplattform vorhersagbar. Dadurch wird ein Schlingerkurs des Luftfahrzeugs im Landeanflug vermieden und das Halten des Kurses des Luftfahrzeugs im Landeanflug wird deutlich erleichtert, was insbesondere für unbemannte Luftfahrzeuge von Vorteil ist. Besonders wirksam ist das erfindungsgemäße Verfahren weil die Raumachse, für die im Schritt d) die Bewegungsdaten ermittelt wird, die Rollachse (Längsachse) und/oder die Stampfachse (Querachse) der bewegten Landeplattform ist. Hierdurch kann die Rollbewegung der Landeplattform und/oder die Nick- oder auch Stampfbewegung der Landeplattform für den Landeanflug neutralisiert werden.Since both the attitude of the aircraft and the landing platform's reference orientation are substantially coincident at the time the landing point and landing point coincide, at the moment of "touch-down," a smooth landing of the aircraft on the moving landing platform is predictable. This avoids a lurching of the aircraft in landing approach and keeping the course of the aircraft in landing approach is greatly facilitated, which is particularly beneficial for unmanned aerial vehicles. The method according to the invention is particularly effective because the spatial axis for which the motion data is determined in step d) is the roll axis (longitudinal axis) and / or the stamp axis (transverse axis) of the moving landing platform. As a result, the rolling motion of the landing platform and / or the pitch or pitching movement of the landing platform can be neutralized for the approach.

Weitere bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 7.Further preferred and advantageous embodiment features of the method according to the invention are the subject matter of subclaims 2 to 7.

In einer bevorzugten Variante des Verfahrens ist eine zustäzliche Raumachse, für die im Schritt b) die Bewegungsdaten ermittelt werden, die Hochachse der bewegten Landeplattform, wodurch eine Gierbewegung der Landeplattform neutralisiert werden kann.In a preferred variant of the method, an additional spatial axis for which the motion data are determined in step b) is the vertical axis of the moving landing platform, whereby a yawing motion of the landing platform can be neutralized.

Vorzugsweise ist die Referenzlage zumindest annähernd horizontal. Dadurch kann das Aufsetzen des Luftfahrzeugs auf der Landeplattform bei einem Nulldurchgang der entsprechenden Schlingerbewegung um die Raumachse(n), insbesondere um die Rollachse, erfolgen.Preferably, the reference position is at least approximately horizontal. As a result, the landing of the aircraft on the landing platform at a zero crossing of the corresponding rolling motion about the spatial axis (s), in particular about the roll axis, take place.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens können die Seitenwindeinflüsse dadurch reduziert werden, dass die Längsachse der auf der bewegbaren Landeplattform vorgesehenen Landebahn vor der Landung in den Wind gedreht wird.In a preferred embodiment of the method according to the invention, the side wind influences can be reduced by rotating the longitudinal axis of the runway provided on the movable landing platform before landing in the wind.

Vorzugsweise erfolgt diese Ausrichtung der Landeplattform kontinuierlich während des Landeanflugs des Luftfahrzeugs.Preferably, this alignment of the landing platform takes place continuously during the approach of the aircraft.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden im Schritt b) auch translatorische Bewegungsdaten der Landeplattform in Richtung von zumindest einer der Raumachsen ermittelt und bei der Bestimmung des Zeitpunktes im Schritt c) berücksichtigt und diese translatorische Bewegungsdaten werden im Schritt d) in die Landesteuerungseinrichtung des Luftfahrzeugs übertragen und im Schritt e) bei der Steuerung des Luftfahrzeugs berücksichtigt. Hierdurch kann für den Landeanflug des Luftfahrzeugs zusätzlich zur Neutralisierung der Bewegungen der Landeplattform um die Raumachsen auch eine Bewegung der Landeplattform in Richtung einer oder mehrerer Raumachsen berücksichtigt und damit diese Bewegung neutralisiert werden.In a further preferred development of the method according to the invention, translational motion data of the landing platform in the direction of at least one of the spatial axes are determined in step b) and taken into account in the determination of the time in step c) and these translational motion data are in step d) in the landing control device of Aircraft and taken into account in step e) in the control of the aircraft. As a result, in addition to neutralizing the movements of the landing platform about the spatial axes, a movement of the landing platform in the direction of one or more spatial axes can also be taken into account for the landing approach of the aircraft, and thus this movement can be neutralized.

Der die Vorrichtung betreffende Teil der Aufgabe wird durch die Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.The part of the problem relating to the device is achieved by the device having the features of claim 7.

Die Vorrichtung zur automatischen Steuerung der Landung des Luftfahrzeugs auf der bewegten Landeplattform, steuert die Landung des Luftfahrzeugs nach einem erfindungsgemäßen Verfahren anhand von Positionsdaten des auf der Landeplattform vorgesehenen Landepunktes, von Bewegungsdaten der Landeplattform und/oder eines zuvor bestimmten Zeitpunktes, an dem der Landepunkt eine Referenzlage einnehmen wird, und auch unter der Berücksichtigung einer vorgegebenen Referenzausrichtung der Landeplattform zum Referenzzeitpunkt, an dem der Landepunkt die Referenzlage einnehmen wird. Ist die Referenzausrichtung beispielsweise quer zur Anflugrichtung horizontal, so wird hierdurch erreicht, dass das Luftfahrzeug horizontal, also mit 0° Rollwinkel, landen kann. The device for automatically controlling the landing of the aircraft on the moving landing platform, controls the landing of the aircraft according to a method of the invention based on position data provided on the landing platform landing point of movement data of the landing platform and / or a previously determined time at which the landing point Reference position, and also taking into account a given reference orientation of the landing platform at the reference time at which the landing point will assume the reference position. If the reference orientation is horizontal, for example, transversely to the approach direction, this ensures that the aircraft can land horizontally, ie at 0 ° roll angle.

Die Landesteuerung des Luftfahrzeugs kennt – wie bereits ausgeführt worden ist – einen oder mehrere in der Zukunft liegende Zeitpunkte, zu denen der Landepunkt auf der Landeplattform eine definierte Referenzlage einnehmen wird, und kennt auch die Koordinaten dieser Referenzlage(n) in einem absoluten Koordinatensystem. Diese Daten oder die zur Berechnung dieser Daten erforderlichen Informationen erhält die Landesteuerung per drahtloser Datenübertragung von der Landeplattform. Sie kennt weiterhin die aktuelle Position des Luftfahrzeugs im absoluten Koordinatensystem. Die Landesteuerung wählt daraufhin die Fluggeschwindigkeit über Grund und die Sinkgeschwindigkeit des Luftfahrzeugs so, dass der aus der aktuellen Position des Luftfahrzeugs, der Fluggeschwindigkeit über Grund und der Sinkgeschwindigkeit sowie der Höhe der definierten Referenzlage des Landepunktes berechnete Aufsetzpunkt zum berechneten Zeitpunkt dem Landepunkt entspricht.The landing control of the aircraft knows - as has already been stated - one or more future times, at which the landing point on the landing platform will take a defined reference position, and also knows the coordinates of this reference position (s) in an absolute coordinate system. This data or the information required to compute this data is provided to the landing control via wireless data transmission from the landing platform. It also knows the current position of the aircraft in the absolute coordinate system. The landing control then selects the ground speed and sink speed of the aircraft so that the point of landing at the calculated time calculated from the current position of the aircraft, the ground speed and descent rate and the height of the defined reference point of the landing point correspond to the landing point.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung mit zusätzlichen Ausgestaltungsdetails und weiteren Vorteilen sind nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert.Preferred embodiments of the invention with additional design details and other advantages are described and explained in more detail below with reference to the accompanying drawings.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Darstellung der Rollbewegungen einer bewegten Landeplattform am Beispiel eines Flugzeugträgers; 1 a schematic representation of the rolling movements of a moving landing platform on the example of an aircraft carrier;

2A und 2B schematische Darstellungen der geometrischen Gesetzmäßigkeiten zur Beschreibung der Rollbewegung bei Schiffen; und 2A and 2 B schematic representations of the geometric laws for describing the rolling motion of ships; and

3 die schematische Darstellung eines Landeanflugs auf eine schwimmende Landeplattform. 3 the schematic representation of a landing approach to a floating landing platform.

DARSTELLUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELENPRESENTATION OF PREFERRED EMBODIMENTS

1 zeigt drei Phasen der Rollbewegung eines Schiffs 1 als schwimmende Plattform am Beispiel eines Flugzeugträgers mit Blick auf den Bug des Flugzeugträgers. In der mittleren der drei Darstellungen befindet sich das Schiff 1 in der Neutralposition, das heißt, dass der Rollwinkel 0° beträgt und dass das Deck 10 des Schiffs 1, auf dem die Landebahn liegt, bezüglich der Rollachse entlang einer horizontalen Deckslinie H ausgerichtet ist. 1 shows three phases of the rolling motion of a ship 1 as a floating platform using the example of an aircraft carrier with a view of the bow of the aircraft carrier. In the middle of the three representations is the ship 1 in the neutral position, that is, the roll angle is 0 ° and that the deck 10 of the ship 1 on which the runway is located is aligned with respect to the roll axis along a horizontal deck line H.

In der linken Darstellung ist das Schiff um den Winkel α in Fahrtrichtung gesehen im Uhrzeigersinn (in der Darstellung der 1, bei der von Vorne auf das Schiff gesehen wird, entgegen dem Uhrzeigersinn) gerollt, sodass sich die Steuerbordseite abgesenkt hat. Die Deckslinie H verläuft jetzt in einem Neigungswinkel α zur horizontalen Deckslinie H. In der rechten Darstellung ist das Schiff in Fahrtrichtung gesehen entgegen dem Uhrzeigersinn um den Winkel –α gerollt, sodass sich dort die Backbordseite abgesenkt hat. Die Deckslinie H'' verläuft jetzt unter dem Neigungswinkel –α zur horizontalen Deckslinie H. Der Gesamtbetrag der Rollbewegung des Schiffes beträgt somit 2α.In the left illustration, the ship is clockwise viewed in the direction of travel by the angle α (in the illustration of FIG 1 , which is seen from the front of the ship, counterclockwise) rolled, so that the starboard side has lowered. The deck line H now runs at an inclination angle α to the horizontal deck line H. In the right-hand illustration, the ship has been rolled counterclockwise in the direction of travel by the angle -α, so that the port side has lowered there. The deck line H "now runs at the inclination angle -α to the horizontal deck line H. The total amount of the rolling movement of the ship is thus 2α.

2A und 2B zeigen die Rollbewegung des Schiffes 1 anhand eines geometrischen Modells. In 2A befindet sich das Schiff 1 in seiner Neutralposition, in der der Rollwinkel 0° beträgt und das Deck 10 des Schiffes horizontal ausgerichtet ist. Die Drehachse D, um die das Schiff rollt, liegt auf der Wasseroberfläche, im Beispiel der 2A somit auf dem Schnittpunkt der die Rollachse einschließenden senkrechten Mittelebene 11 des Schiffes mit der Linie 12 des Oberflächenniveaus des Wasserspiegels W. Der Schwerpunkt S des Schiffes und somit auch der Angriffspunkt A der Auftriebskraft befinden sich in der Neutralstellung der 2A ebenfalls in der Mittelebene 11 des Schiffes, sodass sich sowohl die am Punkt A angreifende Auftriebskraft, als auch die am Schwerpunkt S angreifende Gewichtskraft des Schiffes 1 in der Mittelebene 11 des Schiffes 1 befinden und somit aufheben. Das Schiff 1 liegt ruhig im Wasser, wobei davon ausgegangen wird, dass das Wasser unbewegt ist. Der Landepunkt L auf der auf dem Deck 10 vorgesehenen Landebahn liegt um den Betrag h0 über der Wasserlinie. 2A and 2 B show the rolling motion of the ship 1 based on a geometric model. In 2A is the ship 1 in its neutral position, where the roll angle is 0 ° and the deck 10 of the ship is oriented horizontally. The axis of rotation D, around which the ship rolls, lies on the water surface, in the example of 2A thus at the intersection of the rolling axis enclosing vertical median plane 11 of the ship with the line 12 the surface level of the water level W. The center of gravity S of the ship and thus also the point of application A of the buoyancy force are in the neutral position of the 2A also in the middle plane 11 of the ship, so that both the buoyancy force acting on the point A, as well as the force acting on the center of gravity S weight of the ship 1 in the middle plane 11 of the ship 1 and thus cancel. The ship 1 lies calmly in the water, whereby it is assumed that the water is unmoved. The landing point L on the deck 10 provided runway is the amount h 0 above the waterline.

Gerät nun das Schiff 1 in eine Rollbewegung, wie sie in 2B dargestellt ist, so verschiebt sich der Angriffspunkt der Auftriebskraft von dem auf der Mittelebene 11 des Schiffskörpers gelegenen Punkt A zum Punkt A', an welchem nun die Auftriebskraft angreift und ein aufrichtendes Drehmoment um das Metazentrum M erzeugt. Die geometrischen Zusammenhänge entsprechen in Analogie denen eines Stabpendels mit M als Aufhängepunkt.Now the ship 1 in a rolling motion, as in 2 B is shown, the point of application of the buoyancy force shifts from that on the median plane 11 point A 'to the point A', at which the buoyancy force now acts and creates a righting torque around the metazentrum M. The geometric relationships correspond analogously to those of a rod pendulum with M as the suspension point.

In 2B ist zu erkennen, dass sich durch die Rollbewegung des Schiffes 1 um den Winkel α nicht nur die winkelmäßige Ausrichtung des Decks 10 gegenüber der Neutrallage in 2A geändert hat, sondern dass auch der in 2A gezeigte gedachte Landepunkt L einer auf dem Deck 10 vorgesehenen Landebahn sich um den Betrag x zur Seite und um den Betrag Δh nach oben bewegt hat. In 2 B It can be seen that due to the rolling motion of the ship 1 around the angle α not just the angular orientation of the deck 10 opposite the neutral position in 2A has changed, but that too in 2A imagined landing point L on the deck 10 provided runway has moved by the amount x to the side and by the amount .DELTA.h up.

Ein Luftfahrzeug, das auf der Landerbahn des Decks 10 landen will, muss somit seine Flugbahn ständig an die beim Rollen des Schiffes auftretende Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Landepunktes und auch an dessen jeweilige seitliche Verschiebung anpassen und zudem seine Fluglage, das heißt den eigenen Rollwinkel, so anpassen, dass er beim Aufsetzen dem Rollwinkel des Schiffes entspricht. Ein derartiges Vorgehen, wenn es denn für einen Piloten überhaupt durchführbar ist, führt zu einem gefährlichen Schlingerkurs des Flugzeugs.An aircraft on the lane of the deck 10 Thus, he wants his flight path to constantly adapt to the occurring during the rolling of the ship upward and downward movement of the landing point and to the respective lateral displacement and also adjust its attitude, that is the own roll angle so that it touches the roll angle of the Ship corresponds. Such a procedure, if it is feasible for a pilot at all, leads to a dangerous rolling course of the aircraft.

3 zeigt schematisch den Gleitpfad G eines auf einem eine bewegte Plattform bildenden Schiffs 1, beispielsweise eines Flugzeugträgers, landenden Luftfahrzeugs 2. Das Schiff 1 schwimmt auf der Wasseroberfläche W und ist einer Rollbewegung, wie sie in 1 und 28 dargestellt ist, ausgesetzt. Die mittlere, gleichmäßig gestrichelte Darstellung 1A des Schiffs 1 zeigt das Schiff 1 in der in 2A dargestellten Neutrallage mit 0° Rollwinkel und horizontaler Ausrichtung des Decks 10 in Bezug auf die Rollachse. Die obere unregelmäßig gestrichelte Linie zeigt eine Darstellung 1B des Schiffes 1 unter Einwirkung eines Rollwinkels α, wobei die darin gezeigte Lage des Schiffes 1 der in 2B gezeigten Lage entspricht. Der Landepunkt L' auf dem Deck 10 des Schiffes 1 in der Lage 1B liegt oberhalb des Landepunkts L in der Neutrallage 1A des Schiffs 1. In durchgezogener Linie wird die Lage 10 des Schiffs 1 bei einem Rollwinkel von –α dargestellt. Sie entspricht der in 1 rechts dargestellten Schiffslage. Der Landepunkt L'' befindet sich in dieser Schiffslage 10 unterhalb des Landepunktes L der Neutrallage 1A des Schiffs 1. 3 schematically shows the glide path G of a boat forming a moving platform 1 For example, an aircraft carrier, landing aircraft 2 , The ship 1 Floats on the water surface W and is a rolling motion, as in 1 and 28 is exposed exposed. The middle, evenly dashed representation 1A of the ship 1 shows the ship 1 in the in 2A shown neutral position with 0 ° roll angle and horizontal orientation of the deck 10 in relation to the roll axis. The upper irregular dashed line shows a representation 1B of the ship 1 under the action of a roll angle α, wherein the position of the ship shown therein 1 the in 2 B shown position corresponds. The landing point L 'on the deck 10 of the ship 1 in a position 1B lies above the landing point L in the neutral position 1A of the ship 1 , In a solid line, the situation 10 of the ship 1 at a roll angle of -α. It corresponds to the in 1 Ship position shown on the right. The landing point L '' is in this ship position 10 below the landing point L of the neutral position 1A of the ship 1 ,

Das anfliegende Luftfahrzeug 2 ist bestrebt, mit seinem Hauptfahrwerk 20 auf dem Landepunkt L des Schiffes 1 aufzusetzen. Da das Flugzeug bei der Landung in Richtung seiner Querachse horizontal ausgerichtet sein sollte (also keine Rollbewegung durchführen sollte), um maximalen Auftrieb zu besitzen und um eine optimale gleichzeitige Berührung der beiden seitlich voneinander beabstandeten Räder des Hauptfahrwerks mit der Oberfläche des Decks 10 des Schiffes 1 zu gewährleisten, sollte im Zeitpunkt des Aufsetzens auch das Deck 10 in Querrichtung zum Gleitpfad G des anfliegenden Luftfahrzeugs 2 horizontal ausgerichtet sein. Dies ist in der in 2A gezeigten Neutrallage des Schiffs 1, die der Schiffsdarstellung 1A in 3 entspricht, der Fall. Im Idealfall sollten daher sowohl das Schiff 1 als auch das landende Luftfahrzeug 2 einen Rollwinkel von 0° aufweisen.The approaching aircraft 2 strives with its main landing gear 20 at the landing point L of the ship 1 sit up. As the aircraft should land horizontally in the direction of its transverse axis (ie, should not roll) for maximum buoyancy and optimum simultaneous contact of the two laterally spaced wheels of the main landing gear with the surface of the deck 10 of the ship 1 At the time of touchdown, the deck should also be guaranteed 10 in the transverse direction to the glide path G of the approaching aircraft 2 be aligned horizontally. This is in the in 2A shown neutral position of the ship 1 , the ship's representation 1A in 3 corresponds, the case. Ideally, therefore, both the ship should 1 as well as the landing aircraft 2 have a roll angle of 0 °.

Um dieses Ziel zumindest annähernd zu erreichen, werden die nachfolgend aufgeführten Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt.In order to achieve this goal at least approximately, the following steps of the method according to the invention are carried out.

Zunächst wird das Schiff 1, also die bewegte und bewegbare Landeplattform, so um seine Hochachse gedreht, dass die auf dem Deck 10 vorgesehene Landebahn mit ihrer Landerichtung im Wind steht, was durch die Pfeile links in 3 symbolisiert ist. Hierdurch wird erreicht, dass das landende Luftfahrzeug 2 im Landeanflug keinen oder nur geringsten Seitenwindeinflüssen ausgesetzt ist.First, the ship 1 So the moving and moving landing platform, so turned around its vertical axis, that on the deck 10 intended runway with its landing direction in the wind is what is indicated by the arrows left in 3 is symbolized. This will ensure that the landing aircraft 2 in the landing approach is exposed to no or only minimal crosswind influences.

An Bord des Schiffes 1 werden beispielsweise über ein Satellitennavigationssystem und/oder ein Trägheitsnavigationssystem die genauen Positionsdaten des Landepunktes L, L', L'' auf dem Deck 10 des Schiffs 1 sowie die Bewegungsdaten der vom Schiff 1 durchgeführten Bewegung in Bezug auf ein ortsfestes (erdfestes) Koordinatensystem ermittelt. In der Folge wird zumindest ein bevorstehender Zeitpunkt berechnet, an welchem das Schiff 1 seine in 3 mit 1A bezeichnete Neutrallage einnimmt, der Landepunkt L somit in seiner Referenzlage bei 0° Rollwinkel sein wird und die Landeplattform folglich ihre Referenzausrichtung einnehmen wird, nämlich bezüglich des Anflugpfades G horizontal ausgerichtet ist. Dieser berechnete Zeitpunkt wird über eine schnelle Datenlinkverbindung, die durch den Pfeil 3 symbolisiert ist, vom Schiff 1 zum anfliegenden Luftfahrzeug 2 übertragen und dort in dessen Landesteuerungseinrichtung, beispielsweise in den Bordcomputer, eingespielt.On board the ship 1 For example, via a satellite navigation system and / or an inertial navigation system, the exact position data of the landing point L, L ', L''on the deck 10 of the ship 1 as well as the movement data of the ship 1 motion detected with respect to a fixed (earth-fixed) coordinate system. As a result, at least one upcoming time is calculated at which the ship 1 his in 3 With 1A designated neutral position, the landing point L will thus be in its reference position at 0 ° roll angle and the landing platform will thus assume their reference orientation, namely with respect to the approach path G is aligned horizontally. This calculated time is via a fast datalink connection, indicated by the arrow 3 symbolized by the ship 1 to the approaching aircraft 2 transmitted and recorded there in the landing control device, for example in the on-board computer.

Im Luftfahrzeug ist nun die Referenzlage des Landepunktes L im absoluten, erdfesten Koordinatensystem bekannt und auch zumindest ein in der Zukunft gelegener Zeitpunkt, in dem der Landepunkt L diese Referenzlage einnehmen wird, ist dem Bordrechner des Luftfahrzeugs 2 bekannt. Wird davon ausgegangen, dass zu diesem Zeitpunkt auch die Referenzlage des Flugzeugträgers horizontal ist, kennt der Bordrechner auch diese Referenzlage. Ansonsten kann eine entsprechende Referenzlage, die das Schiff zu dem in der Zukunft gelegenen Zeitpunkt einnehmen wird, ebenfalls über die schnelle Datenlinkverbindung 3 vom Schiff an das Luftfahrzeug übertragen und dem dortigen Bordrechner zur Verfügung gestellt werden.The aircraft now knows the reference position of the landing point L in the absolute, earth-fixed coordinate system, and at least one future point in time in which the landing point L will assume this reference position is the on-board computer of the aircraft 2 known. If it is assumed that the reference position of the aircraft carrier is also horizontal at this time, the on-board computer also knows this reference position. Otherwise, a corresponding reference position, which the ship will take at the future point in time, also via the fast data link connection 3 transferred from the ship to the aircraft and made available to the local on-board computer.

Da der Rechner der Landessteuerungseinrichtung des Luftfahrzeugs 2 nunmehr den Ort und den Zeitpunkt kennt, an dem das Luftfahrzeug 2 auf dem Deck 10 des Schiffs 1 aufsetzen soll, kann die Landessteuerungseinrichtung in Kenntnis der ebenfalls über ein Satellitennavigationssystem oder über ein Trägheitsnavigationssystem ermittelten aktuellen Position des Luftfahrzeugs 2 die aerodynamischen Steuerflächen sowie den Antrieb des Luftfahrzeugs 2 derart steuern, dass sich das Luftfahrzeug 2 auf dem Gleitpfad G bewegt und zum vorausberechneten Zeitpunkt auf dem Landepunkt L aufsetzt. Dazu erfolgt die Steuerung des Luftfahrzeugs derart, dass der von der Landessteuerungseinrichtung vorausberechnete Aufsetzort des Luftfahrzeugs auf dem Deck 10 des Schiffs 1 der Referenzlage des Landepunktes (0° Rollwinkel des Schiffes) entspricht und dass der von der Landessteuerungseinrichtung vorausberechnete Aufsetzzeitpunkt, das heißt der Zeitpunkt des Erreichens des Aufsetzortes, einem jener in der Zukunft gelegenen Zeitpunkte entspricht, an welchem der Landepunkt seine in 3 mit L bezeichnete Neutralposition einnimmt. Zu diesem Zeitpunkt wird das Luftfahrzeug zudem eine Fluglage einnehmen, die im Wesentlichen parallel zu der vorgegebenen Horizontalen oder zu der über die Datenlinkverbindung 3 vom Schiff 1 an das Luftfahrzeug 2 übermittelten Referenzlage der seitlicher Neigung des Decks 10 entspricht.As the computer of the provincial control device of the aircraft 2 now knows the place and time at which the aircraft 2 on the deck 10 of the ship 1 The Land Control Facility may also be informed of the satellite navigation system or via a satellite navigation system an inertial navigation system determined current position of the aircraft 2 the aerodynamic control surfaces as well as the propulsion of the aircraft 2 so control the aircraft 2 moves on the glide path G and touches at the predicted time on the landing point L. For this purpose, the control of the aircraft takes place in such a manner that the landing place of the aircraft, which has been precalculated by the state control device, is placed on the deck 10 of the ship 1 corresponds to the reference position of the landing point (0 ° roll angle of the ship) and that the landing time preconditioned by the state control device, that is the time of reaching the Aufsetzortes, one of those located in the future times, at which the landing point his in 3 with L designated neutral position occupies. At this time, the aircraft will also assume an attitude that is substantially parallel to the given horizontal or to the via the data link 3 from the ship 1 to the aircraft 2 transmitted reference position of the lateral inclination of the deck 10 equivalent.

Auf diese Weise kann das Luftfahrzeug 2 ohne ständiges Nachkorrigieren der eigenen Fluglage im Wesentlichen unbeeinflusst von Seitenwind und auch unbeeinflusst von einer Rollbewegung des Schiffes 1 landen.In this way, the aircraft can 2 without constant post-correction of one's own attitude essentially uninfluenced by crosswind and unaffected by a rolling motion of the ship 1 land.

Selbstverständlich lässt sich auf diese Weise nicht nur die Rollbewegung des Schiffes 1 kompensieren, sondern auch eine Bewegung des Schiffes um seine Querachse (Stampfen) oder auch eine Bewegung des Schiffes um seine Hochachse (Gieren).Of course, not only the rolling motion of the ship can be achieved in this way 1 But also a movement of the ship about its transverse axis (pounding) or a movement of the ship about its vertical axis (yaw).

Fließen in die Bestimmung des bevorstehenden Zeitpunktes, an dem der Landepunkt L seine Referenzlage einnehmen wird, nicht nur die Bewegungen des Schiffes um seine drei Raumachsen, sondern auch Translationsbewegungen des Schiffes entlang seiner drei Raumachsen ein, so ist es möglich, das Luftfahrzeug 2 auch dann zuverlässig und sicher auf dem Schiff 1 zu landen, wenn dieses fährt oder einer Drift unterworfen ist. In diesem Fall werden auch die an Bord des Schiffes ermittelten Positionsdaten des Landepunktes zum bevorstehenden Landezeitpunkt sowie vorzugsweise auch die Bewegungsdaten des Schiffes beziehungsweise der Landeplattform entlang zumindest einer ihrer Raumachsen über die schnelle Datenlinkverbindung 3 an den Bordrechner und damit an die Landesteuerungseinrichtung des anfliegenden Luftfahrzeugs 2 übertragen. Die Berechnung des bevorstehenden Zeitpunkts, an dem der Landepunkt die Referenzlage (bei 0° Rollwinkel des Schiffes) einnehmen wird, und der absolute Ort des Landepunktes zu diesem Zeitpunkt in Bezug auf ein stationäres erdfestes Koordinatensystem oder auf das bewegte Koordinatensystem des Luftfahrzeugs 2 oder des Schiffes 1 können entweder an Bord des Luftfahrzeugs oder an Bord des Schiffes durchgeführt werden, wobei die Ergebnisse dann gegebenenfalls über die schnelle Datenlinkverbindung 3 zwischen dem Schiff 1 und dem Luftfahrzeug 2 übertragen werden können.Flowing into the determination of the forthcoming time at which the landing point L will assume its reference position, not only the ship's movements around its three spatial axes but also translational movements of the ship along its three spatial axes, it is possible the aircraft 2 also reliable and safe on the ship 1 to land when it is driving or subject to drift. In this case, the position data of the landing point ascertained on board the ship for the upcoming landing time and preferably also the movement data of the ship or the landing platform along at least one of its spatial axes via the fast data link 3 to the on-board computer and thus to the landing control device of the approaching aircraft 2 transfer. The calculation of the forthcoming time at which the landing point will take the reference position (at 0 ° roll angle of the ship) and the absolute location of the landing point at that time with respect to a stationary Earth-fixed coordinate system or to the moving coordinate system of the aircraft 2 or the ship 1 can be carried out either aboard the aircraft or aboard the ship, with the results then optionally via the fast data link 3 between the ship 1 and the aircraft 2 can be transmitted.

Die erfindungsgemäße Lösung des eingangs genannten Problems beruht somit darauf, dass der momentane Aufsetzpunkt des Luftfahrzeugs auf dem Schiff dem anfliegenden Luftfahrzeug jederzeit über eine Hochgeschwindigkeitsdatenverbindung bekannt gegeben werden kann. Aufgrund der dem Luftfahrzeug bekannten eigenen Geschwindigkeit über Grund, der eigenen Flughöhe sowie der dem Luftfahrzeug ebenfalls bekannten Entfernung zwischen dem Luftfahrzeug und dem Aufsetzpunkt, also dem Landepunkt L, auf dem Deck 10 des Schiffes 1 ist das Luftfahrzeug 2 jederzeit in der Lage, die erwartete Ankunftszeit (estimated time of arrival) und damit die genaue Position des eigenen Aufsetzpunktes vorauszuberechnen. Die Steuerung des Luftfahrzeugs wird dann durch Beeinflussung der Sink- und Fluggeschwindigkeit den Gleitpfad G des Landeanflugs so regeln, dass der vorausberechnete Aufsetzpunkt mit dem Landepunkt dann zusammenfällt, wenn dieser seine Referenzlage einnimmt, also wenn die Rollbewegung des Schiffes 1 im Nulldurchgang ist.The solution according to the invention of the above-mentioned problem is therefore based on the fact that the instantaneous landing point of the aircraft on the ship can be announced to the approaching aircraft at any time via a high-speed data connection. Due to the own speed known to the aircraft over the ground, the own altitude as well as the distance also known to the aircraft between the aircraft and the touchdown point, ie the landing point L, on the deck 10 of the ship 1 is the aircraft 2 At any time able to predict the expected time of arrival (estimated time of arrival) and thus the exact position of the own touchdown point. The control of the aircraft will then control the glide path G of the landing approach by influencing the descent and airspeed so that the pre-computed landing point coincides with the landing point when it assumes its reference position, ie when the ship's roll 1 is at zero crossing.

Durch den Abgleich der Windrichtungsangaben sowie des geographischen Höhenunterschiedes zwischen dem Luftfahrzeug 2 und dem Deck 10 des Schiffes 1 und die Bekanntgabe der Schiffslängsachse beziehungsweise der Ausrichtung der Landebahnachse relativ zur Schiffslängsachse über die Hochgeschwindigkeitsdatenverbindung 3 kann das Luftfahrzeug 2 wie auf einem Peilstrahl sicher auf dem Deck 10 des Schiffes landen.By comparing the wind direction information as well as the geographical difference in height between the aircraft 2 and the deck 10 of the ship 1 and the announcement of the ship's longitudinal axis or the orientation of the runway axis relative to the ship's longitudinal axis via the high-speed data connection 3 can the aircraft 2 safe on the deck like on a beacon 10 land of the ship.

Die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Landeverfahrens erforderlichen Hardwarekomponenten sind in der Regel sowohl auf dem Schiff, als auch im Luftfahrzeug vorhanden, sodass unter Verwendung dieser Komponenten lediglich noch eine entsprechende Flugführungssoftware an Bord des Luftfahrzeugs und eine entsprechende Rolllageberechnungssoftware an Bord des Schiffes sowie eine entsprechende Hochgeschwindigkeits-Datenübertragungsverbindung zwischen dem Schiff und dem Luftfahrzeug, vorzugsweise eine Line-of-sight-Datenverbindung (direkte Sichtlinienverbindung zwischen dem Schiff und dem Luftfahrzeug) vorgesehen werden müssen. Sowohl auf dem Schiff 1, als auch im Luftfahrzeug 2 sind in der Regel hochgenaue Positionsbestimmungssysteme, beispielsweise Satellitennavigationssysteme, vorhanden. Des Weiteren ist zumindest auf dem Schiff 1 ein Trägheitsnavigationssystem zur exakten Messung der aktuellen Rolllage des Schiffes erforderlich; auch ein derartiges System gehört überlicherweise zur Ausstattung eines Schiffes, insbesondere eines Flugzeugträgers. Schließlich bedarf es noch einer automatischen Geschwindigkeitsregelung für die Sink- und Fluggeschwindigkeit an Bord des Luftfahrzeugs, um die erwartete Ankunftszeit am Landepunkt L exakt einhalten zu können. Auch ein derartiges Geschwindigkeitsregelungssystem ist im Allgemeinen an Bord von Luftfahrzeugen vorhanden. Somit kann mit verhältnismäßig geringem Aufwand die Präzision von Landungen von Luftfahrzeugen auf bewegten Plattformen, insbesondere Flugzeugträgern oder anderen geeigneten Schiffen, verbessert werden. Es kann hierdurch nicht nur die Landung automatisiert werden, sondern es wird zudem auch möglich, sichere Landungen für ferngesteuerte unbemannte Luftfahrzeuge auf derartigen Plattformen durchzuführen.The hardware components required for carrying out the landing method according to the invention are generally present both on the ship and in the aircraft, so that using these components only a corresponding flight guidance software on board the aircraft and a corresponding Rolllageberechnungssoftware on board the ship and a corresponding high speed Data transmission connection between the ship and the aircraft, preferably a line-of-sight data connection (direct line of sight connection between the ship and the aircraft) must be provided. Both on the ship 1 , as well as in the aircraft 2 As a rule, highly accurate positioning systems, for example satellite navigation systems, are available. Furthermore, at least on the ship 1 an inertial navigation system is required to accurately measure the current roll attitude of the ship; Such a system also usually belongs to the equipment of a ship, in particular of an aircraft carrier. Finally, an automatic speed and / or airspeed speed control system is needed on board the aircraft in order to be able to precisely comply with the expected time of arrival at landing point L. Also, such a cruise control system is generally present on board aircraft. Thus, the precision of landings of aircraft on moving platforms, in particular aircraft carriers or other suitable ships, can be improved with relatively little effort. Not only can it automate the landing, but it also makes it possible to make safe landings for remote unmanned aerial vehicles on such platforms.

Bezugszeichen in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen dienen lediglich dem besseren Verständnis der Erfindung und sollen den Schutzumfang nicht einschränken.Reference signs in the claims, the description and the drawings are only for the better understanding of the invention and are not intended to limit the scope.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Schiffship
22
Luftfahrzeugaircraft
33
DatenlinkverbindungData Link Connection
1010
Deckdeck
1111
Mittelebenemidplane
1212
Linieline
2020
Hauptfahrwerkmain landing gear
SS
Schwerpunktmain emphasis
MM
Metazentrummetacentre
HH
Deckliniedeckline
GG
Gleitpfadglide path
WW
Wasseroberflächewater surface
LL
Landepunktlanding point
L'L '
Landepunktlanding point
L''L ''
Landepunktlanding point

Claims (7)

Verfahren zum automatischen Landen eines Luftfahrzeugs, insbesondere eines unbemannten Luftfahrzeugs, auf einer bewegten, insbesondere schwimmenden, Landeplattform wie beispielsweise auf einem Flugzeugträger, wobei das Luftfahrzeug mit automatischen Navigationseinrichtungen und einer automatischen Landesteuerungseinrichtung versehen ist, mit den Schritten: a) Ermitteln der Positionsdaten eines vorgesehen Landepunktes an Bord der bewegten Landeplattform; b) Ermitteln von Bewegungsdaten einer Bewegung der Landeplattform um ihre Rollachse und/oder ihre Stampfachse; c) Bestimmung von zumindest einem bevorstehenden Zeitpunkt, an dem der Landepunkt eine Referenzlage und die Landeplattform eine Referenzausrichtung einnehmen; d) Übermittlung des im Schritt c) bestimmten Zeitpunkts sowie der Referenzlage des Landepunktes und/oder der in den Schritten a) und b) ermittelten Positions- und Bewegungsdaten und der im Schritt c) bestimmten Referenzausrichtung an die Landesteuerungseinrichtung des Luftfahrzeugs; e) Steuerung des Luftfahrzeugs derart, dass der von der Landesteuerungseinrichtung vorausberechnete Aufsetzort des Luftfahrzeugs auf der Landeplattform der Referenzlage des Landepunktes entspricht und dass der von der Landesteuerungseinrichtung vorausberechnete Aufsetzzeitpunkt, der dem Zeitpunkt des Erreichens des Aufsetzortes entspricht, dem im Schritt c) bestimmten Zeitpunkt entspricht.Method for automatically landing an aircraft, in particular an unmanned aerial vehicle, on a moving, in particular floating, landing platform such as an aircraft carrier, the aircraft being provided with automatic navigation devices and an automatic landing control device, comprising the steps of: a) determining the position data of a designated landing point on board the moving landing platform; b) determining movement data of a movement of the landing platform about its roll axis and / or its stamp axis; (c) determining at least one upcoming time when the landing point is a reference location and the landing platform is a reference location; d) transmission of the time point determined in step c) and the reference position of the landing point and / or the position and movement data determined in steps a) and b) and the reference orientation determined in step c) to the landing control device of the aircraft; e) control of the aircraft such that the location of the aircraft on the landing platform precalculated by the landing control device corresponds to the reference position of the landing point and that the landing time calculated by the landing control device corresponding to the time of reaching the Aufsetzortes corresponds to the time determined in step c) , Verfahren zum automatischen Landen eines Luftfahrzeugs nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt b) zusätzlich die Bewegungsdaten einer Bewegung der Landeplattform um die Hochachse der bewegten Landeplattform ermittelt werden.Method for the automatic landing of an aircraft according to claim 1, characterized in that in step b) additionally the movement data of a movement of the landing platform about the vertical axis of the moving landing platform are determined. Verfahren zum automatischen Landen eines Luftfahrzeugs nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzlage zumindest annähernd horizontal ist.A method for automatic landing of an aircraft according to claim 1 or 2, characterized in that the reference position is at least approximately horizontal. Verfahren zum automatischen Landen eines Luftfahrzeugs nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt b) auch translatorische Bewegungsdaten der Landeplattform in Richtung von zumindest einer der Raumachsen ermittelt und bei der Bestimmung des Zeitpunkts in Schritt c) berücksichtigt werden und dass diese translatorischen Bewegungsdaten im Schritt d) an die Landesteuerungseinrichtung des Luftfahrzeugs übertragen und im Schritt e) bei der Steuerung des Luftfahrzeugs berücksichtigt werden.Method for the automatic landing of an aircraft according to one of the preceding claims, characterized in that in step b) also translational motion data of the landing platform in the direction of at least one of the spatial axes determined and taken into account in the determination of the time in step c) and that these translational motion data in step d) to the landing control device of the aircraft and taken into account in step e) in the control of the aircraft. Verfahren zum automatischen Landen eines Luftfahrzeugs nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die bewegte Landeplattform bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Landeplattform vor der Landung des Luftfahrzeugs so ausgerichtet wird, dass die Längsachse der auf der Landeplattform vorgesehenen Landebahn in den Wind gedreht ist, so dass Seitenwindeinflüsse während der Landung minimiert sind.A method for automatically landing an aircraft according to any one of the preceding claims, wherein the moving landing platform is movable, characterized in that the landing platform is aligned before the landing of the aircraft so that the longitudinal axis of the runway provided on the landing platform is turned into the wind, so Crosswind influences are minimized during landing. Verfahren zum automatischen Landen eines Luftfahrzeugs nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtung der Landeplattform während des Landeanflugs kontinuierlich erfolgt.A method for automatic landing of an aircraft according to claim 5, characterized in that the alignment of the landing platform during the landing approach is carried out continuously. Vorrichtung zur automatischen Steuerung der Landung eines Luftfahrzeugs auf einer bewegten Landeplattform, wobei die Vorrichtung anhand von Positionsdaten eines auf der Landeplattform vorgesehenen Landepunktes, von Bewegungsdaten der Landeplattform und/oder eines zuvor bestimmten Zeitpunktes, an dem der Landepunkt eine Referenzlage einnehmen wird, die Landung des Luftfahrzeugs nach einem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche steuert, wobei die Steuerung des Luftfahrzeugs unter Berücksichtigung einer vorgegebenen Referenzausrichtung der Landeplattform zum Referenzzeitpunkt, an dem der Landepunkt die Referenzlage einnehmen wird, erfolgt.Device for automatically controlling the landing of an aircraft on a moving landing platform, the device being based on position data of a landing point provided on the landing platform, movement data of the landing platform and / or a previously determined Timing, where the landing point will occupy a reference position controls the landing of the aircraft according to a method according to any one of the preceding claims, wherein the control of the aircraft taking into account a predetermined reference orientation of the landing platform at the reference time at which the landing point will occupy the reference position takes place ,
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